剪切波弹性成像评价肝脏微波消融灶边界的实验研究

doi:10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2019.02.013

中华医学超声杂志（电子版） ›› 2019, Vol. 16 ›› Issue (02) : 147 -153. doi: 10.3877/cma.j.issn.1672-6448.2019.02.013

所属专题：文献；

基础研究

剪切波弹性成像评价肝脏微波消融灶边界的实验研究

魏珊¹, 田超², 林小影²^,^†(

), 朱才义², 林香桃³, 程秋华⁴, 张植兰¹, 高燕玲⁵

^1. 570000　中南大学湘雅医学院附属海口医院超声医学科
^2. 518000　深圳，暨南大学附属宝安妇幼保健院超声科
^3. 570000　中南大学湘雅医学院附属海口医院病理科
^4. 570000　中南大学湘雅医学院附属海口医院肝胆外科
^5. 518000　深圳，暨南大学附属宝安妇幼保健院产科

收稿日期:2018-09-04 出版日期:2019-02-01
通信作者: 林小影
基金资助:
海南省自然科学基金(20168311)

Ultrasound shear wave elastography for evaluation of boundary of liver lesions ablated with microwave

Shan Wei¹, Chao Tian², Xiaoying Lin²^,^†(), Caiyi Zhu², Xiangtao Lin³, Qiuhua Cheng⁴, Zhilan Zhang¹, Yanling Gao⁵

^1. Department of Ultrasound, Affiliated Haikou Hospital, Xiangya School of Medicine, Central South University, Haikou 570000, China
^2. Department of Ultrasound, Affiliated Shenzhen Bao′an Maternity & Child Health Hospital, Jinan University, Shenzhen 518000, China
^3. Department of Pathology, Affiliated Haikou Hospital, Xiangya School of Medicine, Central South University, Haikou 570000, China
^4. Department of Hepatobiliary Surgery, Affiliated Haikou Hospital, Xiangya School of Medicine, Central South University, Haikou 570000, China
^5. Department of Obstetrics, Affiliated Shenzhen Bao′an Maternity & Child Health Hospital, Jinan University, Shenzhen 518000, China

Received:2018-09-04 Published:2019-02-01
Corresponding author: Xiaoying Lin
About author:
Corresponding author: Lin Xiaoying, Email: linxiaoying0898@163.com

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引用本文：

魏珊, 田超, 林小影, 朱才义, 林香桃, 程秋华, 张植兰, 高燕玲. 剪切波弹性成像评价肝脏微波消融灶边界的实验研究[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2019, 16(02): 147-153.

Shan Wei, Chao Tian, Xiaoying Lin, Caiyi Zhu, Xiangtao Lin, Qiuhua Cheng, Zhilan Zhang, Yanling Gao. Ultrasound shear wave elastography for evaluation of boundary of liver lesions ablated with microwave[J]. Chinese Journal of Medical Ultrasound (Electronic Edition), 2019, 16(02): 147-153.

目的

探讨超高速剪切波弹性成像（SWE）在定量评估肝脏微波消融边界中的可行性与准确性。

方法

取健康雄性5月龄五指山猪15只，行开腹直视下肝脏微波消融术，消融功率选定40 W，根据消融时间分设为15 s、30 s、60 s三组。消融后即刻采用SWE测量消融灶的弹性模量值。术后利用HE染色、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（NADH）黄递酶组织化学染色评估肝组织的损伤程度。

结果

本实验共进行有效消融156次，有效SWE测量740次，得到有效病理结果131个。消融灶弹性模量值呈阶梯式同心圆分布，从中心向外周可分为3个区域。同一消融时间下弹性模量值在周边正常组织区域、消融边界区域、消融中心区域阶梯式增高（P均<0.01）。消融功率40 W，消融时间15 s、30 s、60 s在周边正常组织区域和消融边界区域的弹性模量值差异无统计学意义（P均>0.05），但在消融中心区域，其弹性模量值随消融时间的缩短而呈阶梯式降低，［60 s：（97.16±14.58）kPa>30 s：（77.84±9.64）kPa>15 s：（38.92±3.12）kPa］，差异有统计学意义（F=2 131.832，P<0.01）。不同消融时间的消融边界区域弹性模量值保持在22.68~23.56 kPa。

结论

微波消融灶消融边界区域弹性模量值范围相对固定，SWE有助于定量评估肝脏微波消融边界，其在超声消融的监测与评估方面具有较强的实用价值。

关键词: 弹性成像技术, 剪切波, 微波, 消融技术, 弹性模量, 肝

Objective

To explore the feasibility and accuracy of ultra-high speed shear wave elastography (SWE) in quantitative evaluation of the boundary of liver lesions ablated with microwave.

Methods

Fifteen healthy five-month-old Wuzhishan pigs weighing (15±0.5) kg underwent microwave ablation under an open laparotomy. The ablation power was selected at 40 W, and the ablation time was set at 15 s, 30 s, and 60 s. Immediately after ablation, SWE was used to measure the elastic modulus of the lesion. The degree of liver tissue damage was assessed by HE staining and nicotinamide adenine dinucleotide (NADH)-diaphorase histochemical staining.

Results

In the study, 156 effective ablation procedures were performed, 740 effective SWE measurements were performed, and 131 effective pathological results were obtained. The elastic modulus of the lesions was distributed in a regional stepped concentric circle, which can be divided into three regions from the center to the outer circumference. At the same ablation time, the elastic modulus value increased stepwise from the surrounding normal tissue region to the ablation boundary region and ablation center region (P<0.01). There was no significant difference in the elastic modulus between the normal tissue region and the ablation boundary region (P>0.05), regardless of the ablation time (15 s, 30 s, and 60 s); however, the elastic modulus values in the ablation region showed a significantly stepwise decrease with the decrease in the ablation time [60 s: (97.16±14.58) kPa, 30 s: (77.84±9.64) kPa, 15 s: (38.92±3.12) kPa; F=2131.832, P<0.01]. The elastic modulus values of the ablation boundary regions at different ablation time points were maintained at 22.68 to 23.56 kPa.

Conclusion

The range of elastic modulus in the boundary region of microwave ablated lesions is relatively fixed. SWE can help quantitatively evaluate the effective damage range and type of liver microwave ablation, and has practical value in monitoring and evaluation of microwave ablation.

Key words: Elasticity imaging techniques, Shear wave, Microwaves, Ablation techniques, Elastic modulus, Liver

图1 猪肝脏直视下微波消融术。图a为手术暴露五指山猪肝脏；图b为经肝脏表面行微波消融

表1 猪肝脏不同消融时间进行微波消融术的有效数据

消融时间（s）	有效消融灶（个）	有效SWE测量（次）	有效病理结果（个）
15	54	256	45
30	50	237	42
60	52	247	44
合计	156	740	131

表1 猪肝脏不同消融时间进行微波消融术的有效数据

消融时间（s）	有效消融灶（个）	有效SWE测量（次）	有效病理结果（个）
15	54	256	45
30	50	237	42
60	52	247	44
合计	156	740	131

图2 猪肝脏组织消融术后不同区域肉眼观。消融灶可分为4个区域，分别为针道区域（红色箭头所示）；针道周边区域（紫色箭头所示）；消融边界区域（蓝色箭头所示）；周边正常区域（绿色箭头所示）；其中针道区域与针道周边区域同为消融中心区域

图3 猪肝脏组织消融术后不同区域HE染色病理切片肉眼观。消融灶可分为4个区域，但区域界限相对模糊，分别为消融中心区域（橙色箭头所示）；消融边界区域（蓝色箭头所示）；周边正常组织区域（绿色箭头所示）；其中消融中心区域可见针道区域

图4 猪肝脏组织消融灶的HE染色病理表现（×200）。图a为消融中心区域，主要表现为核固缩性凝固性坏死；图b为消融边界区域，即坏死周出血带；图c为周边正常组织区域

图5 猪肝脏组织消融灶NADH黄递酶组织化学染色病理切片肉眼观，图示红色区域为消融中心区域（橙色箭头所示），其内可见针道；淡黄色区域为消融边界区域（蓝色箭头所示）；淡紫色区域为周边正常组织区域（绿色箭头所示）。图a为消融功率40 W、消融时间60 s消融灶病理切片；图b为消融功率40 W、消融时间30 s消融灶病理切片；图c为消融功率40 W、消融时间15 s消融灶病理切片，因消融时间短，消融中心区域未完全形成，故肉眼下只看到消融边界区域与周边正常组织区域

图6 猪肝脏组织消融灶NADH黄递酶组织化学染色病理表现。图a，d为消融中心区域，因为细胞组织完全坏死，表现为红色条索样组织［图a（×100），图d（×200）］；图b，e为消融边界区域，因为坏死与半坏死共存，表现为红色条索样组织和少量蓝紫色颗粒样共存［图b（×100），图e（×200）］；图c，f为周边正常组织区域，主要表现为蓝紫色颗粒样［图c（×100），图f（×200）］

图7 猪肝脏组织消融术后超高速剪切波弹性成像测量图。消融灶可分为3个区域，消融中心区域呈红色或黄色，消融边界区域呈青色，周边正常组织区域呈深蓝色。图a为消融功率40W、消融时间15 s消融灶弹性成像图；图b为消融功率40W、消融时间30 s消融灶弹性成像图；图c为消融功率40W、消融时间60 s消融灶弹性成像图

表2 猪肝脏不同消融时间不同消融区域的弹性模量值（kPa，±s）

消融时间（s）	有效SWE测量（次）	正常组织区域	消融边界区域	消融中心区域	F值	P值
15	256	7.51±1.83	22.62±7.17^c	38.92±3.12^d	2 979.188	<0.01
30	237	7.86±2.17	23.85±5.93^e	77.84±9.64^af	7 196.567	<0.01
60	247	7.81±2.04	22.95±4.93^g	97.16±14.58^bh	7 033.292	<0.01
F值	?	2.260	2.673	2 131.832	?	?
P值	?	0.105	0.070	<0.01	?	?

表2 猪肝脏不同消融时间不同消融区域的弹性模量值（kPa，±s）

消融时间（s）	有效SWE测量（次）	正常组织区域	消融边界区域	消融中心区域	F值	P值
15	256	7.51±1.83	22.62±7.17^c	38.92±3.12^d	2 979.188	<0.01
30	237	7.86±2.17	23.85±5.93^e	77.84±9.64^af	7 196.567	<0.01
60	247	7.81±2.04	22.95±4.93^g	97.16±14.58^bh	7 033.292	<0.01
F值	?	2.260	2.673	2 131.832	?	?
P值	?	0.105	0.070	<0.01	?	?

1	白石磊，项红军，夏勇, 等. 乙型肝炎病毒相关孤立性大肝癌手术切除的远期疗效及预后因素分析 [J].中华消化外科杂志, 2017, 16(2):151-158.
2	王黎君，殷鹏，刘韫宁, 等. 1990年与2013年中国人群肝癌疾病负担研究 [J]. 中华流行病学杂志, 2016, 37(6):758-762.
3	Altekruse SF, Henley SJ, Cucinelli JE, et al. Changing hepatocellular carcinoma incidence and liver cancer mortality rates in the United States [J]. Am J Gastroenterol, 2014, 109(4):542-553.
4	Rix A, Lederle W, Theek B, et al. Advanced Ultrasound Technologies for Diagnosis and Therapy [J]. J Nucl Med, 2018, 59(5):740-746.
5	Mellema DC, Song P, Kinnick RR, et al. Probe oscillation shear wave elastography: initial in vivo results in liver [J]. IEEE Trans Med Imaging, 2018, 37(5):1214-1223.
6	Brener S. Transient elastography for assessment of liver fibrosis and steatosis: An evidence-based analysis [J]. Ont Health Technol Assess Ser, 2015, 15(18):1-45.
7	Piscaglia F, Salvatore V, Mulazzani L, et al. Ultrasound shear wave elastography for liver disease. a critical appraisal of the many actors on the stage [J]. Ultraschall Med, 2016, 37(1):1-5.
8	Fouad R, Elbaz T, Abdel AS, et al. Evaluation of accuracy of elastography point quantification versus other noninvasive modalities in staging of fibrosis in chronic hepatitis C virus patients [J]. Eur J Gastroenterol Hepatol, 2018, 30(8):882-887.
9	Chen YL, Gao Y, Chang C, et al. Ultrasound shear wave elastography of breast lesions: correlation of anisotropy with clinical and histopathological findings [J]. Cancer Imaging, 2018, 18(1):11.
10	吴清洪，那顺巴雅尔，陈丽, 等. 戊巴比妥钠联用速眠新Ⅱ对西藏小型猪麻醉效果观察 [J]. 中国比较医学杂志, 2008, 18(10):29-31.
11	赵冰，王绮，王睿丽, 等. 超声弹性成像技术评估无水乙醇诱导肝脏凝固灶的实验研究 [J/CD]. 中华医学超声杂志(电子版), 2012, 9(12):1101-1105.
12	Wiggermann P, Jung EM, Glöckner S, et al. Real-time elastography of hepatic thermal lesions in vitro: histopathological correlation [J]. Ultraschall Med, 2012, 33(2):170-174.
13	李佳，胡兵，胡滨, 等. 实时超声弹性成像评价离体牛肝组织内射频消融灶的实验研究 [J/CD]. 中华医学超声杂志(电子版), 2009, 6(4):654-660.
14	彭金波，杨红，何云, 等. 实时超声弹性成像评价活体兔肝射频消融病灶的价值 [J]. 广西医学, 2013, (5):524-525, 537.
15	周洪雨，张晶，王芳, 等. 静态超声弹性成像在子宫肌层良性病变微波消融效果评估中的应用 [J]. 中华超声影像学杂志, 2012, 21(2):149-152.
16	田文硕，吕鉴尧，谢晓燕, 等. 实时剪切波弹性成像评价肝脏肿瘤射频消融的临床研究 [J/CD]. 中华医学超声杂志(电子版), 2014, 11(12):958-963.
17	Kang J, Kwon H, Cho J, et al. Comparative study of shear wave velocities using acoustic radiation force impulse technology in hepatocellular carcinoma: the extent of radiofrequency ablation [J]. Gut Liver, 2012, 6(3):362-367.
18	黄浪，张植兰，朱才义. 超高速剪切波弹性成像对离体猪肝微波消融效果的评价研究 [J]. 临床超声医学杂志, 2016, 18(2):73-76.
19	张植兰，朱才义，马春燕. 剪切波弹性成像评价离体猪肝微波消融实验的初步研究 [J]. 中国医学影像学杂志, 2016, 24(9):650-653, 657.
20	江雄鹰，陈栋，倪嘉延, 等. 2450 MHz与915 MHz微波消融离体牛肝: 消融范围、能量输出与转化的差异 [J/CD]. 中华介入放射学电子杂志, 2016, 4(1):39-43.

[1]	李淼, 朱连华, 韩鹏, 姜波, 费翔. 高帧频超声造影评价肝细胞癌血管形态与风险因素的研究[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(09): 911-915.
[2]	高建松, 陈晓晓, 冯婷, 包剑锋, 魏淑芳, 潘林. 基于超声瞬时弹性成像的多参数决策树模型评估慢性乙型肝炎患者肝纤维化等级[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(09): 923-929.
[3]	丁建民, 秦正义, 张翔, 周燕, 周洪雨, 王彦冬, 经翔. 超声造影与普美显磁共振成像对具有高危因素的≤3 cm肝结节进行LI-RADS分类诊断的前瞻性研究[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(09): 930-938.
[4]	韩丹, 王婷, 肖欢, 朱丽容, 陈镜宇, 唐毅. 超声造影与增强CT对儿童肝脏良恶性病变诊断价值的对比分析[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(09): 939-944.
[5]	刘婷婷, 林妍冰, 汪珊, 陈幕荣, 唐子鉴, 代东伶, 夏焙. 超声衰减参数成像评价儿童代谢相关脂肪性肝病的价值[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(08): 787-794.
[6]	吕衡, 董理聪, 谢海琴, 赵卓非, 刘俐, 孙德胜. 基于CT-超声对照的肝脏局灶性病变超声漏诊状况分析：一项单中心横断面质量控制调查报告[J]. 中华医学超声杂志（电子版）, 2023, 20(07): 712-716.
[7]	叶晓琳, 刘云飞, 庞明泉, 王海久, 任利, 侯立朝, 于文昊, 王志鑫, 樊海宁. 肝再生细胞来源及调控机制的研究进展[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 96-99.
[8]	彭旭, 邵永孚, 李铎, 邹瑞, 邢贞明. 结肠肝曲癌的诊断和外科治疗[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 108-110.
[9]	唐旭, 韩冰, 刘威, 陈茹星. 结直肠癌根治术后隐匿性肝转移危险因素分析及预测模型构建[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 16-20.
[10]	张生军, 赵阿静, 李守博, 郝祥宏, 刘敏丽. 高糖通过HGF/c-met通路促进结直肠癌侵袭和迁移的实验研究[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 21-24.
[11]	杨倩, 李翠芳, 张婉秋. 原发性肝癌自发性破裂出血急诊TACE术后的近远期预后及影响因素分析[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 33-36.
[12]	王春荣, 陈姜, 喻晨. 循Glisson蒂鞘外解剖、Laennec膜入路腹腔镜解剖性左半肝切除术临床应用[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 37-40.
[13]	李建美, 邓静娟, 杨倩. 两种术式联合治疗肝癌合并肝硬化门静脉高压的安全性及随访评价[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 41-44.
[14]	吴方园, 孙霞, 林昌锋, 张震生. HBV相关肝硬化合并急性上消化道出血的危险因素分析[J]. 中华普外科手术学杂志(电子版), 2024, 18(01): 45-47.
[15]	孔凡彪, 杨建荣. 肝脏基础疾病与结直肠癌肝转移之间关系的研究进展[J]. 中华临床医师杂志(电子版), 2023, 17(07): 818-822.

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